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阿里巴巴全球数学竞赛颁奖感言:海啸给自己带来的影响

时间:2023-09-19 14:06:41

时隔多年,在2020阿里巴巴全球数学竞赛颁奖典礼上,获得金牌的郑凡在获奖感言中特别提到了印尼海啸对他的影响。

图片| 郑凡在颁奖典礼上发言(来源:阿里巴巴达摩院)

现在他在西班牙高级科学研究所从事流体力学研究,包括利用数学知识预测海啸。

海水本身是一种流体,因此要研究海啸就必须了解流体力学。 在描述流体力学的运动时,有些人可能认为需要一些物理方程,但数学家已经写出了这些方程。

数学有望预防海啸

从数学的角度来看,海啸是波动较大的水波,是灾难性的波浪。 此前,该领域的专家大多在风平浪静时进行研究。

然而,海面上有时会莫名其妙地出现巨大的波浪。 目前,人类还不知道这种波浪的成因。 有些在海上航行的船只突然倾覆,可能就是因为如此巨大的波浪。

通过卫星观测发现,这些未知波的振幅远远超出了人类的想象,这表明可能存在一些人类尚未掌握的数学难题。

一般来说,地震引起的振动可能引发海啸或波浪。 先前该领域的研究主要集中在海啸或波浪的传播上。 但人类目前面临的痛点是,海啸通常是由震源在海底50公里以内、里氏6.5级以上的海底地震引发的。

地震通常伴随着余震,而余震的震中可能远离主震的震中。 因此,郑凡的研究课题是:如果两地同时发生地震,两地同时发生海啸,那么两次海啸会有多大? 以及他们之间是否会有互动。

在具体研究中,他做的第一件事就是了解了流体力学中的一个重要模型:重力波模型。 这种模式有着悠久的历史。 1959年,剑桥大学的保罗·狄拉克教授从数学上证明了引力波的存在。

图片| 郑凡的研究

在流体力学中,重力波是液体介质中或两种介质之间(例如大气和海洋之间)界面处的波。

上海海啸_上海海啸记录_上海海啸是哪一年

当一小群​​液体离开液体表面或进入同一液体中不同密度的区域时,液体会因重力而以波浪的形式振荡。 这种振荡产生的波浪是海啸的原因。

经过一年多的研究,郑凡写了一篇题为《3D重力水波的长期规律性》的论文。

该论文得出的结论是,占据半个三维空间的不可压缩流体会在自身重力作用下流动。 简单来说,重力波模型对于预测多次地震引发的海啸还是非常准确的。

他计划进一步推进这项海啸预测研究。 郑凡表示,利用研究成果,可以构建更准确的海啸模型。 借助计算机数值模拟,可以更准确地预测海啸的传播模式,使可能受灾害影响的地区能够制定更充分的应对计划。 。

研究海浪的“后浪”,年轻人

这位研究波浪的“航浪”年轻人的成长经历也颇为坎坷。 郑凡几岁时,父母带他去小区散步时,发现他喜欢盯着车牌看,而且能很快背出车牌号。

由此,父母判断这是一个有数学天赋的孩子,打算培养他学习数学。 因此,郑凡在学生时代花费了大量的时间阅读数学书籍、数学游戏和数学竞赛。

上小学的时候,郑凡所在的学校每周六都有奥数兴趣班。 虽然课程很难,但他学得如鱼得水。 恰巧数学老师说有一些比赛可以参加,所以他从小学起就经常参加数学赛场。

几年后,郑凡考入了上海著名的市北初级中学。 这所初中也有很多比赛。 根据综合比赛成绩和每日成绩,进入上海中学读高中。

在上海中学时,郑凡开始参加上海高中数学联赛并名列前茅。 凭借这个成绩,他获得了参加全国中学生数学冬令营的资格。

冬令营中,郑凡的成绩名列前六。 后来,他与其他优秀选手一起代表国家队参加国际数学奥林匹克竞赛。 最终,郑凡等六名同学全部获得金牌。

图片| 郑凡获得国际奥运会金牌(来源:受访者)

基于他的竞技和日常表现,他被推荐到北京大学数学学院。 大二时,他转学到麻省理工学院学习基础数学。 后来,他考入普林斯顿大学攻读直接博士学位。 在数学偏微分方程中。